KR101006466B1 - 폐루프식 슬러지 기류 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐루프식 슬러지 기류 건조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 공기 기류를 이용하여 슬러지의 수분을 제거하는 슬러지 건조장치에 있어서, 원슬러지와 건조슬러지를 투입하여 혼합슬러지로 만드는 혼합기; 상기 혼합기로부터 유입된 혼합슬러지에 공기를 송급하고 유속을 증가시켜 혼합슬러지를 파쇄하면서 분사하는 제1공기송급기; 상기 제1공기송급기에 연결되고 원추형으로 이루어진 제1챔버와, 상기 제1챔버의 바닥에 구비되고 역원추형으로 이루어진 제1콘과, 상기 제1챔버의 중심부에 위치하는 제1내경관을 포함하여 이루어져, 내부로 분사된 혼합슬러지와 공기를 선회 유동시켜 혼합슬러지를 건조시키는 복수개의 제1사이클론 건조기; 상기 제1내경관에 연결되고 원추형으로 이루어져, 유입된 공기는 상부로 배출시키고 건조된 건조슬러지는 하부로 분리시키는 제1사이클론 분리기; 및 상기 제1사이클론 분리기에서 배출된 공기의 습도를 낮추고 온도를 상승시켜 상기 제1공기송급기에 재공급하는 제습기;로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이에 의하면 건조효율이 크게 향상되고 친환경적이다.

Description

폐루프식 슬러지 기류 건조장치{Apparatus for drying sludge with closed loop}

본 발명은 폐루프식 슬러지 기류 건조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열원을 사용하지 않고 공기의 기류를 이용하여 슬러지 내부에 포함된 수분을 제거하여 건조시키되, 건조과정을 거친 습도가 높은 공기를 회수하여 습도를 낮추고 온도를 상승시켜 건조에 사용되는 기류에 다시 공급시킴으로써 건조효율을 상승시킬 수 있는 슬러지 기류 건조장치에 관한 것이다.

습윤물질인 폐기물 즉, 오폐수 슬러지로부터 수분을 제거하는 기술은 탈수기를 이용한 공정기술이 있으나 기존의 탈수기술로 슬러지에 포함된 수분의 비율(이하 '함수율)을 중량대비 80% 이하로 감소시키는 것은 매우 어렵다.

국내에서 산업체가 운영하는 오폐수처리장에서 연간 발생하는 산업 폐수 슬러지의 총량은 480만톤 정도이며 1차 탈수된 폐수 슬러지의 경우 대부분은 하수 슬러지와 마찬가지로 해양에 배출되고 있으며, 축산 분뇨의 경우는 90% 이상을 육상에서 액비 등으로 재활용처리되고 나머지는 해양 배출되고 있는 것으로 통계가 나와 있으나 해양오염문제로 인해 해양투기는 전면 금지되어 있다.

따라서 이와 같은 각종 슬러지의 처리문제를 해결하기 위해서 먼저 총발생량을 감축할 필요성이 있어 무엇보다 슬러지 중량의 대부분을 차지하는 수분의 저감이 대단히 중요하며, 수분이 저감된 건조슬러지는 재활용하기 위한 자원화 처리에 유용하게 사용될 수 있다.

대부분의 하수를 포함한 오폐수처리공정은 최종 공정기술인 탈수(Dewatering) 공정으로 이루어져 있는데, 기계적인 탈수장치로 슬러지 내의 수분 중에 자유수 일부를 원심분리 또는 필터프레싱으로 분리시켜 약 80~85%의 함수율을 가지는 케이크로 배출시킨다. 즉, 최종 슬러지 중량의 대부분을 잔류수분이 차지하여 최종 슬러지의 처리에 많은 환경적, 경제적 애로사항을 안고 있다.

이렇게 탈수가 완료된 슬러지를 곧바로 건조설비에 투입시키면 슬러지 내에 포함된 수분과 유기물 성분으로 인해 서로 쉽게 분리되지 않는다. 또 고함수율 영역에서 슬러지의 점착성이 크기 때문에 수분 저감과 건조 성능이 낮다.

특히 유기물 성분(Volatile solid)이 전체 고형물(Total solid) 중 차지하는 비중 즉, VS/TS 비가 60% 이상인 유기성 슬러지로 분류되는 하수, 유기성 폐수 슬러지 및 축산 또는 인분뇨 슬러지의 경우 그 비중이 높으면 높을수록 수분 저감 성능이 저하되는 것으로 시험결과가 나타났다. 왜냐하면, 유기물 성분이 높은 경우 함유된 수분과의 상호작용으로 수분 함유량이 높을수록 수분 분리성이 낮은 물질상태가 되기 때문인 것으로 판단된다.

따라서 이러한 유기물 슬러지의 물질상태를 변화시키기 위해 유입 수분을 낮추거나 유기물 성분비를 낮출 필요가 있고 그 방법은 유입 슬러지에서 물질의 성분비를 인위적으로 조정하거나 연소 등 열적인 입력을 가할 수 있다.

여기서, 열적인 입력으로 인한 유기물 성분의 연소는 에너지 소모량이 많고 연소에 의한 VOC 발생 등 2차 환경오염을 초래한다.

다르게, 에너지를 줄이기 위해 원슬러지의 유입단계에 별도의 무기물 성분을 많이 함유한 물질(소석회 등)을 첨가하는 방법이 있으나 이러한 첨가물질에 대한 추가적인 비용이 발생하게 된다.

이러한 전반적인 문제를 해결하고자 본 출원인은 이전에 대한민국 등록특허 제10-0485223호(2005.4.15)'공기 이송을 이용한 슬러지 건조장치 및 그 방법'에서 별도의 열원을 사용하지 않고 공기의 기류로 슬러지를 건조하는 장치를 출원하여 등록받은 바 있다.

간단히 설명하면, 회전휠을 본체 프레임 내에서 회전시킴으로써 슬러지를 미분화하여 공급하는 슬러지 주입기; 상기 슬러지 주입기의 하부에 연결되고 슬러지 주입기 연결 위치를 중심으로 상류 단부에 공기 송풍장치가 연설되며 그 하류에 점차 직경이 감소하는 동심형의 편락 축소관과 공기 유속증폭기 하우징 및 공기 유속증폭기 하우징과 편락 축소관 사이의 공간으로 공기를 공급할 수 있는 제1공기주입구를 포함하는 공기 유속증폭기가 연설된 공기이송장치; 상기 공기 이송장치에 연결되고 상면에 다수의 수직바가 연설되며 사이클론 챔버 바닥의 역원추형 스로틀 인렛, 사이클론 챔버 중심부의 내경관 및 스로틀 인렛의 측면에 위치하여 공기를 공급할 수 있는 제2공기주입구를 포함하는 다단의 사이클론 건조기; 상기 공기 송풍장치로부터 공기를 공급받아 상기 제1공기주입구 및 제2공기주입구로 공기를 공급하는 공기공급헤더; 상기 사이클론 건조기에 연결된 이송관에 연결되고 그 상부에 잔여공기가 배출되는 공기배출장치가 연결되며, 사이클론 챔버의 바닥에 슬러지 고형물이 집결되는 사이클론 분리기; 및 상기 사이클론 분리기의 하부에 연결되어 건조 고형물이 배출되는 자동배출장치;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬러지 건조장치이다.

그러나 종래와 같은 사이클론 건조기를 이용하여 별도의 열원 없이 기류만으로 슬러지를 건조해도 원슬러지의 함수율이 높기 때문에 최종 건조슬러지의 함수율을 저감 하는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 슬러지에 포함된 수분을 제거한 습도가 높은 공기의 습도를 낮추고 온도를 상승시켜 기류 건조장치에 재공급함으로써 건조효율을 상승시킬 수 있는 폐루프식 슬러지 기류 건조장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기 기류를 이용하여 슬러지의 수분을 제거하는 슬러지 건조장치에 있어서, 원슬러지와 건조슬러지를 투입하여 혼합슬러지로 만드는 혼합기; 상기 혼합기로부터 유입된 혼합슬러지에 공기를 송급하고 유속을 증가시켜 혼합슬러지를 파쇄하면서 분사하는 제1공기송급기; 상기 제1공기송급기에 연결되고 원추형으로 이루어진 제1챔버와, 상기 제1챔버의 바닥에 구비되고 역원추형으로 이루어진 제1콘과, 상기 제1챔버의 중심부에 위치하는 제1내경관을 포함하여 이루어져, 내부로 분사된 혼합슬러지와 공기를 선회 유동시켜 혼합슬러지를 건조시키는 복수개의 제1사이클론 건조기; 상기 제1내경관에 연결되고 원추형으로 이루어져, 유입된 공기는 상부로 배출시키고 건조된 건조슬러지는 하부로 분리시키는 제1사이클론 분리기; 및 상기 제1사이클론 분리기에서 배출된 공기의 습도를 낮추고 온도를 상승시켜 상기 제1공기송급기에 재공급하는 제습기;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제습기는 상기 제1사이클론 분리기에서 배출되는 공기를 냉각시켜 공기에 포함된 수분을 제거하는 증발기와, 상기 증발기를 거친 공기의 온도를 상승시키는 응축기로 구성될 수 있다.

그리고 상기 제1사이클론 분리기에서 분리된 건조슬러지 중 일부는 상기 혼합기로 재공급하여 원슬러지와 혼합될 수 있다.

또한 본 발명은 상기 제1사이클론 분리기와 연결되어 상기 제1사이클론 분리기로부터 유입된 건조슬러지에 공기를 송급하고 유속을 증가시켜 분사하는 제2공기송급기; 상기 제2공기송급기에 연결되고 원추형으로 이루어진 제2챔버와, 상기 제2챔버의 바닥에 구비되고 역원추형으로 이루어진 제2콘과, 상기 제2챔버의 중심부에 위치하는 제2내경관을 포함하여 이루어지는 복수개의 제2사이클론 건조기; 및 상기 제2내경관에 연결되고 원추형으로 이루어지되, 건조슬러지는 하부로 분리하고 공기는 상부로 배출시켜 상기 제습기로 리턴(return)하는 제2사이클론 분리기가 더 구비되어, 상기 제습기에서 습도를 낮추고 온도를 상승시킨 공기를 상기 제2공기송급기로 재공급하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 상기 제2사이클론 분리기와 제습기 사이에는 상기 제2사이클론 분리기에서 배출되는 공기에 포함된 분진을 제거하는 백필터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

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상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 효과는 다음과 같다.

대기 상태의 공기를 공기송급기에 공급하는 것이 아니라 그보다 습도가 낮고 온도가 높게 조절된 고온건조한 공기를 재공급하기 때문에 건조효율이 크게 향상된다.

그리고 공기송급기, 사이클론 건조기 및 사이클론 분리기로 구성된 시스템을 2단으로 구비하여 수분 저감 효과가 보다 뛰어나다.

또한, 배출공기에서 발생하는 오염물질, 분진을 백필터를 이용하여 내부에서 필터링하고 제습기에 공급함으로써 건조에 활용하므로 친환경적이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 폐루프식 슬러지 기류 건조장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예를 따른 폐루프식 슬러지 기류 건조장치를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 혼합기를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 스크류 컨베이어 및 분급기를 나타내는 구성도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 폐루프식 슬러지 기류 건조장치를 나타내는 구성도이다.

이하 '원슬러지'는 기계적인 탈수만 하여 함수율이 약 80 ~ 85% 정도 되는 건조 전의 탈수슬러지를 의미하고 '건조슬러지'는 건조기를 통과하여 건조된 슬러지를 말하며, '혼합슬러지'는 원슬러지와 건조슬러지는 혼합한 것을 의미한다. 또 '건조고형물(Dry solid, DS)'이란 원슬러지, 건조슬러지, 혼합슬러지 등의 성분에서 물을 제외한 고형물질을 의미하므로 슬러지의 총중량에서 함수율이 낮아지면 건조고형물의 중량이 증가하게 되는 관계이다.

본 발명의 슬러지 건조장치는 도시된 바와 같이 혼합기(100), 제1공기송급기(200), 제1사이클론 건조기(300), 제1사이클론 분리기(400), 제습기(500)를 포함하여 구성될 수 있는데, 원(탈수)슬러지와 1차적으로 건조된 건조슬러지가 상기 혼합기(100)에서 혼합되고, 혼합된 혼합슬러지는 상기 제1공기송급기(200)에 의해 상기 사이클론 건조기(300)에 분사되어 기류를 형성하면서 기계적으로 건조되며, 건조된 건조슬러지가 상기 사이클론 분리기(400)에서 공기와 분리 배출되며, 공기는 상기 제습기(500)로 회수(Return)되어 포함된 습기를 제거하여 습도를 낮추고 더불어 온도를 높인 후 상기 제1공기송급기(200)에 다시 공급하는 것을 반복하게 된다.

먼저, 상기 혼합기(100)는 기계적으로 혼합할 수 있는 장치면 어떠한 것이라도 무방하다. 본 발명에서 상기 혼합기(100)는 크게 원슬러지와 건조슬러지를 수용하는 혼합탱크(120), 기계적으로 혼합하는 혼합스크류(140) 및 혼합된 혼합슬러지를 이송하는 이송스크류(160)로 구성될 수 있는데, 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

다음으로 제1공기송급기(200), 제1사이클론 건조기(300), 제1사이클론 분리기(400)는 본 출원인에 의해 공지된 공지기술이므로 간략하게 설명한다.

상기 제1공기송급기(200)는 상기 혼합기(100)에서 혼합되어 배출되는 혼합슬러지를 유입 받아 공기를 강하게 송풍 및 공급(송급)하여 혼합슬러지를 상기 제1사이클론 건조기(300)로 분사하는 구성이다. 도 1에 도시된 바와 같이 공기를 송풍하는 제1송풍기(220)와 상기 제1송풍기(220)에 의해 생성된 공기의 유속을 증폭하는 제1유속증폭기(240)로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 제1유속증폭기(240)에 의해 분사된 고속의 공기는 혼합슬러지를 파쇄하면서 분산시켜 입자화(Sludge particles)한다. 입자화된 혼합슬러지는 비표면적이 확대되어 공기와 함께 유동하면서 접촉하게 되고 이로 인해 제습이 효과적으로 일어난다.

상기 제1사이클론 건조기(300)는 상기 제1공기송급기(200)로부터 공기와 혼합슬러지가 유입되도록 연결된 원추형의 제1챔버(320)와, 상기 제1챔버(320)의 하부 바닥에 역원추형으로 구비된 제1콘(340)과, 상기 제1콘(340)의 상측에 상기 제1챔버(320)의 중심에 수직으로 배치되는 제1내경관(360)으로 구성된다. 따라서, 유입된 공기와 혼합슬러지가 상기 제1챔버(320) 내부에서 나선으로 선회하면서 난류 흐름(볼텍스 유동)을 가지게 되고 점점 하강하면서 속도가 증가하여 혼합슬러지 입자들이 충돌에 의해 크기가 작아지면서 마찰열이 발생하여 건조된다.

이때 혼합슬러지에서 제거된 수분은 공기에 포함되며 이로 인해 공기의 습도는 상승하게 된다.

바람직한 것은 상기 제1사이클론 건조기(300)는 복수개가 배열되어 다단으로 구비될 수 있으며 더욱 바람직한 것은 2개가 적절할 것이다.

그리고 상기 제1사이클론 분리기(400)는 상기 제1사이클론 건조기(300)에 연결되고 원추형상으로 이루어지며 상부에 잔여 공기가 배출되는 공기 배출구가 형성되며 바닥에는 건조된 건조슬러지가 모인다. 집진기와 같은 원리이다.

참고로 상기 제1사이클론 분리기(400)에서 배출되는 공기는 상대습도가 약 95％ 이상, 온도가 약 28℃ 정도이다.

다음으로 상기 제습기(500)는 상기 제1사이클론 분리기(400)에 연결되어 상기 제1사이클론 분리기(400)에서 배출된 공기에 포함된 습기를 제거하여 습도를 낮추고 온도를 상승시켜 고온건조한 공기로 조절한다. 상기 제습기(500)는 증발기와 응축기로 구성될 수 있다.

상기 증발기(Evaporator)는 냉매를 사용하여 냉매가 증발하면서 주위의 열을 빼앗아 기화되는 기능을 하는데, 상기 제1사이클론 분리기에서 배출된 공기로부터 열을 빼앗아 냉각시켜 수분을 제거한다.

그리고 상기 응축기(Condenser)는 주위로 열을 방출하여 냉매는 액화되면서 상기 증발기를 통과한 공기의 온도를 상승시킨다.

상기 증발기와 응축기는 공지된 기술과 기능을 가지므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 증발기와 응축기를 통과한 공기는 습도가 낮아지고 온도는 높아져 고온건조하게 되는데, 참고로 상기 제습기(500)를 거친 공기는 상대습도가 약 30％ 이하, 온도는 약 40℃가 될 수 있다.

이와 같이 제습된 공기는 다시 상기 제1공기송급기(200)에 공급되고 상술한 각 장치를 반복해서 거치면서 순환되는 폐루프(Closed loop)를 형성한다.

따라서 종래 건조를 위해 대기를 이용시 불안정한 문제가 있었는데, 본 발명에서 공기의 상태를 안정화시켜 재공급하므로 매우 안정적인 건조성능을 보장할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1사이클론 분리기(400)에서 분리 배출된 건조슬러지는 일반적으로 DS 55％ 정도인데, 후술하는 스크류 컨베이어(700)에서 재가열하여 재건조할 수 있고, 재건조된 건조슬러지는 후술하는 분급기(800)에 의해 분급되어 일부는 다시 상기 혼합기(100)에 재공급함으로써 원슬러지와 함께 혼합시킬 수 있다. 상기 스크류 컨베이어(700) 및 분급기(800)의 구조는 이후에 좀 더 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예를 따른 폐루프식 슬러지 기류 건조장치를 나타내는 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 다른 실시 예는 도 1에 도시된 실시 예에 제2공기송급기(200'), 제2사이클론 건조기(300'), 제2사이클론 분리기(400')가 더 구비된 구조를 가져 상기 제1사이클론 분리기(400)에서 분리 배출된 건조슬러지를 상기 제2공기송급기(200'), 제2사이클론 건조기(300')에 공급하여 한번 더 건조시킬 수 있다.

그리고 상기 제2사이클론 분리기(400')에서 배출되는 공기는 상기 제습기로 보내어져 습도를 낮추고 온도를 높여 상기 제2공기송급기(200')에 재공급하는 루프를 반복하게 된다.

상기 제2공기송급기(200')는 제2송풍기(220')와 제2유속증폭기(240')로 구성될 수 있고, 상기 제2사이클론 건조기(300')는 제2챔버(320'), 제2콘(340'), 제2내경관(360')으로 구성될 수 있다. 각각은 상기 제1송풍기(220), 제1유속증폭기(240), 제1챔버(320), 제1콘(340), 제1내경관(360)과 대동소이한 구조를 가질 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 그리고 상기 제2사이클론 분리기(400')도 상기 제1사이클론 분리기(400)와 대동소이하다.

이때 상기 제1사이클론 분리기(400)와 상기 제2공기송급기(200')는 연결되어 배출된 건조슬러지가 상기 제2공기송급기(200')의 제2유속증폭기(240')로 주입될 수 있다.

또 상기 제2사이클론 분리기(400')의 상부는 상기 제습기(500)와 연결되어 배출된 공기가 상기 제습기(500)로 회수된다. 물론 상기 제습기(500)는 상기 제2공기송급기(200')의 제2송풍기(220')와 연결되어 제습된 공기가 상기 제2공기송급기(200')에 의해 상기 제2사이클론 건조기(300')로 분사되게 한다.

다시 말해, 제1공기송급기(200)와 제2공기송급기(200')에 의해 별도의 폐루프를 형성하면서 공기가 순환되는 구조이다.

바람직한 것은 상기 제2사이클론 분리기(400')의 상부에는 백필터(600)가 더 구비되어 상기 제2사이클론 분리기(400')에서 배출되는 공기 속에 포함된 오염물질이나 분진, 먼지 등을 필터링하여 상기 제습기(500)에 공급할 수 있다.

기존에 배출공기는 습식 스크러버에서 추가로 처리함으로써 전력이 소모되었으나 본 발명에서는 공기가 시스템 내부에서 순환하면서 외부로 배출되지 않을 뿐 아니라 상기 백필터(600)에서 오염물질을 걸러내기 때문에 친환경적이고 전력소모도 줄일 수 있는 장점이 있는 것이다.

부가적으로 상기 제2사이클론 분리기(400')의 하부에는 스크류 컨베이어(700)가 구비되어 추가적인 건조를 수행할 수 있다. 실제 이러한 과정을 거친 건조슬러지의 DS는 거의 90% 이상이 됨을 확인할 수 있다.

이하에서 도 3과 도 4를 참조하여 전술한 혼합기(100), 스크류 컨베이어(700), 분급기(800)에 대해 간략하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 혼합기를 나타내는 구성도, 도 4는 본 발명의 스크류 컨베이어 및 분급기를 나타내는 구성도이다.

도 3을 참조하면 상기 혼합기(100)는 1차적으로 건조되어 함수율이 저감된 건조슬러지를 원슬러지와 혼합하는 장치로, 크게 혼합탱크(120), 혼합스크류(140), 이송스크류(160)로 구성될 수 있다.

상기 혼합탱크(120)는 내부에서 혼합이 이루어지는 공간이며 상부에 투입구, 하부에 배출구가 형성될 수 있다.

그리고 상기 혼합탱크(120) 내부에는 한 쌍의 혼합스크류(140)가 구비될 수 있다. 상기 혼합스크류(140)는 평행하게 수평으로 배치되고 회전하면서 건조슬러지와 원슬러지를 균일하게 혼합한다.

또 상기 혼합스크류(140)의 하측에는 상기 이송스크류(160)가 배치되어 회전하면서 혼합슬러지를 일측으로 이송한다. 이송된 혼합슬러지는 후술하는 사이클론 건조기(300)에 정량을 공급하기 위해 상기 이송스크류(160)의 회전속도는 인버터를 이용하여 제어될 수 있다.

다음으로 상기 스크류 컨베이어(700)는 건조슬러지의 함수율을 추가적으로 낮추기 위한 것으로 상기 제1사이클론 분리기(400) 또는 제2사이클론 분리기(400')의 하부에 연결된다.

도 4를 참조하면, 일측에 건조슬러지가 유입 및 유출되는 유입구와 유출구가 형성될 수 있으며, 내부에는 스크류가 길이방향을 따라 설치되어 회전하면서 유입된 건조슬러지를 이송한다.

다음으로 상기 분급기(800)는 상기 제1사이클론 분리기(400)에 연결된 상기 스크류 컨베이어(700)의 하부에 결합되어 이송된 건조슬러지를 주입받아 양적으로 분리한다.

상기 분급기(800)는 대략 'Y'자를 거꾸로 배치한 것과 같은 형상을 가지며 중공관 형상을 이루고 상부에 상기 스크류 컨베이어(700)에서 가열된 건조슬러지가 주입되는 주입구가 형성되고, 하부에 분급된 건조슬러지를 양쪽으로 토출하도록 2개의 토출구가 형성될 수 있다.

상기 분급기(800)를 통해 토출된 건조슬러지의 일부는 상기 혼합기(100)로 회수되어 혼합되는데 사용되고, 나머지는 상기 제2공기송급기(200')의 제2유속증폭기(240')에 공급된다. 보통 1/2씩 나누어 각각 공급될 수 있다.

이하에서 본 발명의 폐루프식 슬러지 기류 건조장치를 이용한 슬러지 기류 건조방법에 대해 설명한다.

먼저 제1단계는, 원슬러지와 1차 건조된 건조슬러지를 상기 혼합기(100)에서 혼합하여 혼합슬러지를 생성하는 단계이다.

제2단계는 상기 제1단계에서 생성된 혼합슬러지를 공기를 분사하여 상기 제1사이클론 건조기(300)에 유입시키는 단계로서 상기 제1공기송급기(200)의 제1송풍기(220)에서 송급되는 공기를 상기 제1유속증폭기(240)에 의해 이동속도를 증가시키고 공급된 혼합슬러지를 분사하여 상기 제1사이클론 건조기(300)에 유입시킬 수 있다.

제3단계는 상기 제1사이클론 건조기(300)에 유입된 혼합슬러지가 건조되는 단계로서 혼합슬러지는 공기와 함께 난류를 형성하면서 선회하여 건조되고 상기 제1사이클론 분리기(400)에 유입된다.

제4단계는 상기 제1사이클론 분리기(400)에 유입된 건조슬러지가 공기와 분리되어 하부로 집결되고 공기는 상부로 배출되는 단계이다.

제5단계는 상기 제1사이클론 분리기(400)에서 배출된 공기를 상기 제습기(500)에 회수되어 습도를 낮추고 온도를 상승시킨 후 상기 제1공기송급기(200)에 재공급시키는 단계이다.

바람직한 것은 다음 단계가 더 포함될 수 있다.

제6단계는 상기 4단계에서 상기 제1사이클론 분리기(400)에서 분리된 건조슬러지 중 일부를 상기 제2공기송급기(200')에 다시 공급하여 상기 제2송풍기(220')에 의해 송급되는 공기를 상기 제2유속증폭기(240')를 통해 유속을 증가시키고 상기 제2사이클론 건조기(300')에 분사하여 유입시키는 단계이다.

그리고 제7단계는 상기 제2사이클론 건조기(300')에 유입된 건조슬러지를 재건조하고 상기 제2사이클론 분리기(400')에 유입시키는 단계이다.

또한 제8단계는 상기 제2사이클론 분리기(400')에 유입된 건조슬러지를 공기와 분리하여 하부로 집결시키고 공기는 상부로 배출시키는 단계이다.

제9단계는 상기 제2사이클론 분리기(400')에서 배출된 공기를 상기 제습기(500)에 회수하여 습도를 낮추고 온도를 상승시킨 후 상기 제2공기송급기(200')에 재공급시키는 단계이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기의 특허청구범위에서 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 혼합기 120 : 혼합탱크
140 : 혼합스크류 160 : 이송스크류
200 : 제1공기송급기 220 : 제1송풍기
240 : 제1유속증폭기
200' : 제2공기송급기 220' : 제2송풍기
240' : 제2유속증폭기
300 : 제1사이클론 건조기 320 : 제1챔버
340 : 제1콘 360 : 제1내경관
300' : 제2사이클론 건조기 320' : 제2챔버
340' : 제2콘 360' : 제2내경관
400 : 제1사이클론 분리기 400' : 제2사이클론 분리기
500 : 제습기 600 : 백필터
700 : 스크류 컨베이어 800 : 분급기

Claims (7)

1. 공기 기류를 이용하여 슬러지의 수분을 제거하는 슬러지 건조장치에 있어서,
   원슬러지와 건조슬러지를 투입하여 혼합슬러지로 만드는 혼합기(100);
   상기 혼합기(100)로부터 유입된 혼합슬러지에 공기를 송급하고 유속을 증가시켜 혼합슬러지를 파쇄하면서 분사하는 제1공기송급기(200);
   상기 제1공기송급기(200)에 연결되고 원추형으로 이루어진 제1챔버(320)와, 상기 제1챔버(320)의 바닥에 구비되고 역원추형으로 이루어진 제1콘(340)과, 상기 제1챔버(320)의 중심부에 위치하는 제1내경관(360)을 포함하여 이루어져, 내부로 분사된 혼합슬러지와 공기를 선회 유동시켜 혼합슬러지를 건조시키는 복수개의 제1사이클론 건조기(300);
   상기 제1내경관(360)에 연결되고 원추형으로 이루어져, 유입된 공기는 상부로 배출시키고 건조된 건조슬러지는 하부로 분리시키는 제1사이클론 분리기(400);
   상기 제1사이클론 분리기(400)에서 배출된 공기의 습도를 낮추고 온도를 상승시켜 상기 제1공기송급기(200)에 재공급하는 제습기(500);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐루프식 슬러지 기류 건조장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제습기(500)는 상기 제1사이클론 분리기(400)에서 배출되는 공기를 냉각시켜 공기에 포함된 수분을 제거하는 증발기와, 상기 증발기를 거친 공기의 온도를 상승시키는 응축기로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐루프식 슬러지 기류 건조장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1사이클론 분리기(400)에서 분리된 건조슬러지 중 일부는 상기 혼합기(100)로 재공급하여 원슬러지와 혼합되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 폐루프식 슬러지 기류 건조장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1사이클론 분리기(400)와 연결되어 상기 제1사이클론 분리기(400)로부터 유입된 건조슬러지에 공기를 송급하고 유속을 증가시켜 분사하는 제2공기송급기(200');
   상기 제2공기송급기(200')에 연결되고 원추형으로 이루어진 제2챔버(320')와, 상기 제2챔버(320')의 바닥에 구비되고 역원추형으로 이루어진 제2콘(340')과, 상기 제2챔버(320')의 중심부에 위치하는 제2내경관(360')을 포함하여 이루어지는 복수개의 제2사이클론 건조기(300'); 및
   상기 제2내경관(360')에 연결되고 원추형으로 이루어지되, 건조슬러지는 하부로 분리하고 공기는 상부로 배출시켜 상기 제습기(500)로 리턴(return)하는 제2사이클론 분리기(400')가 더 구비되어,
   상기 제습기(500)에서 제습 및 재가열된 공기를 상기 제2공기송급기(200')로 재공급하는 것을 특징으로 하는 폐루프식 슬러지 기류 건조장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2사이클론 분리기(400')와 제습기(500) 사이에는 상기 제2사이클론 분리기(400')에서 배출되는 공기에 포함된 분진을 제거하는 백필터(600)가 구비되는 것을 특징으로 하는 폐루프식 슬러지 기류 건조장치.
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